Miljövänliga byggtrender har ökat populariteten hos fönsterbeläggningar som håller kostnaderna för kylning och uppvärmning nere genom att blockera onödiga delar av solljuset.
De har också inspirerat forskare och ingenjörer att skapa tunna, genomskinliga solceller för att förvandla fönster till miniatyraggregat. Forskare i Kina har gått ett steg längre och kombinerat dessa två funktioner i ett fönsterkompatibelt material som kan bidra till att fördubbla energieffektiviteten för ett genomsnittligt hushåll. Deras arbete visas den 3 juli i tidningen Joule.
- Byggintegrerad fotovoltaik är ett utmärkt exempel på en marknad där kiselfotovoltaik, trots deras billighet och prestanda, inte är den mest lämpliga på grund av dess tråkiga utseende och vikt, säger seniorförfattaren Hin-Lap Yip, en professor i materialvetenskap och ingenjörskonst vid Södra Kinas tekniska högskola.
- Istället kan vi göra organiska solceller i form av halvgenomsynliga, lätta och färgglada filmer som är perfekta för tillverkning av fönster för elgeneratorer och värmeisolatorer.
För att konstruera en prototyp som samtidigt kan mata ut el och förhindra överdriven uppvärmning, behövde forskarteamet, som dessutom leddes av Fei Huang, engagera även en tekniker för materialvetenskap i södra Kina.
Blandning och matchning med annat material och kemiska föreningar som tidigare lanserats för dessa olika ändamål, förenas till en enhet som släpper de välkända synliga delarna av solljuset igenom, håller tillbaka det infraröda ljuset och förser det närmaste infraröda mellanliggande området med elektrisk ström.
Noggranna beräkningar tyder på att det är möjligt i teorin att installera fönster som är utrustade med dubbla elproducerande och värmeisolerande egenskaper och därmed sänka det genomsnittliga hushållets behov för externa elektriska källor med över 50 procent.
Även om denna uppskattning förutsätter att varje kvadratcentimeter av varje fönster skulle förses med multifunktionella solceller, krävs det bara en liten ökning av effektomvandlingsprestandan från 6,5 procent, en siffra som har realiserats av Yip, Huang och deras kollegor.
- För den här demonstrationen använder vi inte ens de bästa organiska solcellerna som finns på marknaden inom detta område. Deras effektivitet förbättras snabbt, och vi förväntar oss att kunna ständigt förbättra denna enhetliga solcellsfönsterfilms prestanda, säger Yip.
Dessa material med dubbla funktioner är fortfarande i stort sett på ”spädbarnsstadium”, som författarna utryckte sig. De förväntar sig dock att de snart lyckas med att finna vägen till ny bra teknologisk lösning.
- Att göra värmeisolerade multifunktionella halvtransparenta polymera solceller är bara början när det gäller att utforska nya applikationer för organisk fotovoltaik, säger Yip.
Källa. Science Daily
